拓展创新
新型导热装置——热管
热管是20世纪80年代研制出来的一种导热本领非常大的装置，它比铜的导热本领大近千倍，而它的结构却并不复杂。管芯（热管的内壁的衬上一层多孔的材料）装入了一些像酒精、乙醚之类的易挥发的液体，然后把两头密封起来，这就是其貌不扬、能力过人的热管。
如图3.3-7所示，当管的一端受热时，热量会很快从一端传到另一端。这是什么道理呢？

图3.3-7
热管的优越之处在于巧用汽化热，当管一端受热时，管芯中的液体马上吸热汽化，液体分子变为速度极高的气体分子并很快运动到管的另一端，与另一端冷的管壁相接触而散热，同时气体液化，经管芯回到热端再重复以上的过程，不一会儿，热量就传过去了，所以它的导热性比金属强得多。热管是非常有用的特殊人工材料，在人造天体中把热管装上去可使晒太阳的一面与不晒太阳的一面温差大大减小，保持人造天体各部分温度基本均匀，保证了人造天体内各种仪器、仪表的正常工作。开采石油的输油管在冬天易冻结，利用热管可以把地下深处的地热引到输油管中，达到防冻
的目的；在公路下埋上热管，则有了寒冬不结冰的公路。有些不允许直接加热的设备可以利用热管间接加热，颇为方便。同时，热管也可以作为高效散热器，提高热效率……
思考并回答：在青藏铁路工程中，为了保证多年冻土区路基的稳定性，铁路两侧竖立了许多热棒。如图3.3-8所示，热棒是封闭的中空长棒，下端插在冻土中，上端装有散热片，里面填充低沸点的液态氨作为“制冷剂”。在寒冷的季节，空气温度低于冻土层温度，制冷剂作为热的“搬运工”，通过液态氨与气态氨的相互转化，使冻土层温度降低、厚度增加，这样即使到了暖季热棒不再工作，冻土也不会完全融化，冻土层因温度变化对路基产生的影响变小。下列关于热棒在工作过程中的说法正确的是（双选，填字母）。

图3.3-8

A.液态氨吸收冻土的热量变为气态氨是汽化现象
B.气态氨上升到热棒上端放出热量液化为液态氨
C.热棒的作用是把热量从空气中传到冻土中
D.冻土层从热棒吸收热量，厚度增加

AB

【分析】
要解决这道题，需先明确热棒的工作原理，结合物态变化中汽化、液化的定义及吸放热特点分析各选项：热棒内的液态氨在下端（冻土端），因冻土温度高于空气，液态氨吸收冻土热量汽化变为气态氨；气态氨上升到上端散热片，遇低温空气放热液化，再流回下端，以此传递热量。逐一判断选项即可得出答案。
【解析】
热棒的工作过程涉及汽化和液化两种物态变化，结合其工作原理分析选项：
1. 选项A：液态氨在热棒下端（冻土端）吸收热量，由液态变为气态，该过程是汽化现象（汽化是物质从液态变为气态的过程），故A正确；
2. 选项B：气态氨上升到热棒上端的散热片处，遇到低温空气放出热量，由气态变为液态，该过程是液化现象，故B正确；
3. 选项C：热棒的作用是将冻土的热量传递到空气中，降低冻土层温度，并非把热量从空气中传到冻土中，故C错误；
4. 选项D：冻土层是放出热量，温度降低，厚度增加，并非从热棒吸收热量，故D错误；
综上，正确选项为AB。
【答案】
AB
【知识点】
物态变化（汽化、液化），热传递
【点评】
本题结合青藏铁路热棒的实际应用，考查物态变化的相关知识，要求学生理解汽化、液化的定义及吸放热特点，同时能联系实际分析热棒的工作过程，体现了物理知识在生活中的应用。
【难度系数】
0.5